分组密码算法和流密码算法的安全性分析

发布时间：2024-02-14 16:38

　　当今是一个网络时代,人们的生活方式与过去相比发生了很大的变化,足不出户就可以通过网络解决衣食住行中的绝大多数需求,例如,用淘宝网购买所需、用支付宝进行日常支付、用电子银行转账等等。生活变得快捷而又方便。然而,事物都有两面性,伴随着生活的便捷而来的是财产安全和个人隐私的保障问题。这时,密码的使用就是在网络上对我们进行保护的一个关键技术点。它是类似防火墙似的存在,是一切网络活动的基石。在网络传输时一般使用的是对称加密算法来进行加密操作,如流密码算法和分组密码算法。因此,对现有的被广泛重视和使用的分组密码算法和流密码算法的安全性进行研究和分析是非常有必要的。在本文中,首先,我们针对分组密码算法建立统计积分区分器和多结构体统计积分区分器新模型,并将模型应用于实际算法中;其次,基于MILP方法首次将S盒的差分特征和线性特征考虑进不可能差分路线和零相关路线的自动化搜索中,首次给出ARX算法通用的不可能差分路线和零相关路线的自动化搜索方法,并将该方法应用于实际算法中;最后,在相关密钥场景下利用不可能差分方法给出流密码算法Lizard的安全性分析结果。具体结果如下。提出分组密码算法统计积分区分模型,并...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．２：验证统计积分区分模型时ＡＥＳ＊算法上的实验结果比较（只考虑输出的??８比特积分特性）??

再经过Ｓｉ？操作后，每一列取遍２１６种可能的值。最后，我们考虑所有的数据??在输出的８比特（包括第一行的第一个半字节和第二行的最后一个半字节）上??的分布，见图２．１中标红的两个半字节，因此这里ｓ?＝?１６，?ｆ?＝?８。如果我们设??置吻＝０．２并给出不同的ｉＶ的值，使用公式（....

图２．３：验证多结构体统计积分区分模型时ＡＥＳ＊算法上的实验结果比较

?１５??ｉ〇ｇ（Ｎ）??图２．２：验证统计积分区分模型时ＡＥＳ＊算法上的实验结果比较（只考虑输出的??８比特积分特性）??操作之后的状态上，每一行取遍２１６种可能的值，每一列上有２４种取值。然而，??再经过Ｓｉ？操作后，每一列取遍２１６种可能的值。最后，我们考虑所有的数据??在....

图３．１：全轮Ｓｋｉｐｊａｃｋ－ＢＡＢＡＢＡＢＡ算法的密钥恢复攻击??３２２

在攻击中我们将３０轮的积分区分器放在第２轮到第３１轮间，在区分器的??首尾各加上一轮（在头部加一轮Ｂ规则的，在尾部加一轮Ａ规则的）。整个过??程见图３．１。注意在图３．１中我们也给出了?Ｇ置换的内部构造，并且为了方便叙??述攻击过程增加了?４个８比特的变量ｃ，ｉ??ａ１！?ｒｌ?....

图３．３：?ＣＡＳＴ－２５６算法的前向和反向轮??图３．２：?ＣＡＳＴ－２５６算法的轮函数＾?＂」ｆ剛日Ｊ??圏数（ｔｏｎｖａｒｄ－ｑｕａｄ、ｒｅｖｅｒｓｅ－ｑｕａｄ?；??

?图３．３：?ＣＡＳＴ－２５６算法的前向和反向轮??图３．２：?ＣＡＳＴ－２５６算法的轮函数＾?＂」ｆ剛日Ｊ??圏数（ｔｏｎｖａｒｄ－ｑｕａｄ、ｒｅｖｅｒｓｅ－ｑｕａｄ?；??定义三个不同的轮函数分别为朽、Ｅ和巧。在ＣＡＳＴ－２５６整个算法中使用??的异或操作、模２３２加法、模２....

本文编号：3898330